計(jì)算機(jī)與電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的有機(jī)結(jié)合

趙憲文

天津東方凱發(fā)電氣自動(dòng)化技術(shù)有限公司，天津 300384

電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展是依賴(lài)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展的，為什么會(huì)出現(xiàn)這種局面呢？這要從電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的本身說(shuō)起。電力系統(tǒng)是由發(fā)電、輸電、變電、配電以及用電等環(huán)節(jié)組成的。在這個(gè)過(guò)程中，基本上每一步都需要依賴(lài)計(jì)算機(jī)技術(shù)的支撐，比如說(shuō)各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、變電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等，幾乎電力系統(tǒng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都是有計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用的。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用幾乎在電力系統(tǒng)自動(dòng)化的主要技術(shù)中都有體現(xiàn)，計(jì)算機(jī)技術(shù)與電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)有機(jī)結(jié)合具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化

只要提到電力系統(tǒng)自動(dòng)化就不得不提到電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化，因?yàn)殡娋W(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化是電力系統(tǒng)自動(dòng)化的主要組成部分，也是其基礎(chǔ)成員之一。目前在我國(guó)來(lái)說(shuō)，是將電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化分為五級(jí)的，從低到高分別是縣級(jí)電網(wǎng)調(diào)度、地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度、省級(jí)電網(wǎng)調(diào)度、大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度以及國(guó)家電網(wǎng)調(diào)度。

各級(jí)電網(wǎng)的自動(dòng)化調(diào)度都是與計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用分不開(kāi)的。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化最重要的組成部分就是電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其他主要的組成部分分別是服務(wù)器、工作站、打印設(shè)備、大屏蔽顯示器、調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電場(chǎng)、變電站終端設(shè)備、通過(guò)電力系統(tǒng)專(zhuān)用廣域網(wǎng)連結(jié)的下級(jí)電網(wǎng)調(diào)度控制中心和測(cè)量控制等裝置。這些裝置在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的連結(jié)下整個(gè)的結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)自動(dòng)化的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的功能是多方面的，不僅要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集，還要實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行安全分析的監(jiān)控，更要實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)、電力負(fù)荷預(yù)測(cè)等功能，這一切功能的實(shí)現(xiàn)都有賴(lài)于完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用。

縣級(jí)電網(wǎng)的調(diào)度控制中心的設(shè)備規(guī)模是所有電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度級(jí)別中最小的，而且對(duì)設(shè)備的要求也是最低的，沒(méi)有應(yīng)用什么很高端的設(shè)備，而是采用普通的商用PC機(jī)作為服務(wù)器或是工作站等。在地區(qū)級(jí)電網(wǎng)調(diào)度中，它的調(diào)度范圍和調(diào)度功能是比大區(qū)電網(wǎng)和省級(jí)電網(wǎng)要小得多的，它只需要提供某個(gè)城市的電網(wǎng)調(diào)度，比縣級(jí)電網(wǎng)調(diào)度稍微大一些。在設(shè)備的選用上也沒(méi)有太高的要求，而且地區(qū)級(jí)的電網(wǎng)調(diào)度是不需要對(duì)發(fā)電廠(chǎng)進(jìn)行控制的，需要進(jìn)行利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的是供電網(wǎng)內(nèi)的各級(jí)變電站和配電網(wǎng)，是為了保證供電的安全可靠。再高的電網(wǎng)調(diào)度就是國(guó)家電網(wǎng)調(diào)度和大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度，他們的電網(wǎng)調(diào)度控制中心所配備的計(jì)算機(jī)設(shè)備的規(guī)模是最大的，而所使用的服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的容量也是最大的，當(dāng)然應(yīng)用的軟件功能也是最強(qiáng)大的，需要的是最高端、最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)的支撐。各級(jí)電網(wǎng)的調(diào)度中，無(wú)論是其控制中心的規(guī)模多大或是用哪個(gè)級(jí)別的設(shè)備，總都是需要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的。

2 變電站自動(dòng)化

電力系統(tǒng)中一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)是為了聯(lián)系發(fā)電廠(chǎng)與電力用戶(hù)而存在的，這個(gè)環(huán)節(jié)就是變電站以及與之相關(guān)的輸配電線(xiàn)路。在傳統(tǒng)的未使用計(jì)算機(jī)技術(shù)時(shí)的電力系統(tǒng)中，是采用人工監(jiān)視和電話(huà)人工的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠(chǎng)與用戶(hù)的聯(lián)系的，這種方式不斷工作效率低下，而且對(duì)變電站的監(jiān)控功能也是有限的。變電站自動(dòng)化的出現(xiàn)則完全取代了這種方式，不僅提高了工作效率，而且由于擴(kuò)大了對(duì)變電站的監(jiān)控功能，使得變電站的安全運(yùn)行水平得到提高。變電站依賴(lài)計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，二次設(shè)備也隨之實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化，在實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中計(jì)算機(jī)也得到了充分利用，完全是采用計(jì)算機(jī)電纜或光纖代替電力信號(hào)電纜。變電站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化另外兩個(gè)組成部分是操縱監(jiān)視實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)屏幕化以及運(yùn)行管理和記錄統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，正是如此多的組成部分實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化管理，所以變電站的整體自動(dòng)化才得以實(shí)現(xiàn)。

變電站自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)不僅是為了滿(mǎn)足變電站的運(yùn)行操作任務(wù)，更是組成電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的一個(gè)重要組成部分。可以說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)的現(xiàn)代化，一個(gè)重要的、不可缺少的環(huán)節(jié)就是實(shí)現(xiàn)變電站的自動(dòng)化，而變電站的自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)也是依托計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)的。

3 智能電網(wǎng)技術(shù)

計(jì)算機(jī)技術(shù)與電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合形成的一個(gè)最具典型性的技術(shù)是智能電網(wǎng)技術(shù)，它是針對(duì)整個(gè)全局進(jìn)行智能控制的技術(shù)，涵蓋了發(fā)電、調(diào)度、輸變電、配電和用戶(hù)的各個(gè)環(huán)節(jié)。其中應(yīng)用到計(jì)算機(jī)技術(shù)的系統(tǒng)可以說(shuō)無(wú)處不在，比如說(shuō)有穩(wěn)定控制系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)、柔性交流輸電等。目前這種數(shù)字化電網(wǎng)建設(shè)實(shí)際上是我國(guó)建設(shè)智能電網(wǎng)的準(zhǔn)備工作，一定程度上可以說(shuō)是智能電網(wǎng)的雛形。

智能電網(wǎng)在建設(shè)的過(guò)程中需要很多依托計(jì)算機(jī)的技術(shù)，典型的有智能電網(wǎng)的通信技術(shù)，需要先進(jìn)的現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用，而且需要具備雙向性、實(shí)時(shí)性、可靠性的特征；有信息管理系統(tǒng)，也是完全依托計(jì)算機(jī)技術(shù)而存在的，信息管理系統(tǒng)可以說(shuō)是計(jì)算機(jī)技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一，在各行各業(yè)中都有應(yīng)用，在智能電網(wǎng)中也不例外。

4 結(jié)論

21世紀(jì)是一個(gè)信息化的時(shí)代，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展至今，使人們的生活發(fā)生了巨大變化，幾乎每一個(gè)領(lǐng)域中都會(huì)利用到計(jì)算機(jī)技術(shù)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化也不例外。計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展至今，進(jìn)入了一個(gè)發(fā)展的黃金時(shí)期，給電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用，在電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中是與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展緊密結(jié)合的，我們可以說(shuō)沒(méi)有計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展就沒(méi)有今天的電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)，我們也不可能如此快捷、方便、高效的實(shí)現(xiàn)用電。筆者在文中就電力自動(dòng)化技術(shù)中與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合最為緊密的3個(gè)部分進(jìn)行了深入的說(shuō)明，當(dāng)然也只是冰山一角，計(jì)算機(jī)與電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)有機(jī)結(jié)合的地方還有很多，當(dāng)然二者的有機(jī)結(jié)合還存在一些未開(kāi)發(fā)的方面，那么就有賴(lài)后來(lái)者的深入研究了。

[1]任延冬.電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展[J].教育研究，2009(6).

[2]劉振威，楊寧.電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)研究[J].合作經(jīng)濟(jì)與科技，2009(2).

[3]程玉民，王維鴻.計(jì)算機(jī)與電力系統(tǒng)自動(dòng)化創(chuàng)新研究[J].北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，1.